Диссертация (1102680), страница 21

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 21)

Нарисунке 4.3л приведена шкала градаций уровней отраженных сигналов от 0 до -130 дБ.Построенные радиоизображения достаточно точно соответствуют карте местности.Отчетливо видны отражения от стен коридора; положения дверных проемов; отражения от стен,находящихся в зоне видимости за дверными проемами. На радиоизображениях (рисунок 4.3 ж, з,и, к), полученных со второго ракурса сканирования видны отражения от дверей лифтов исоответствующие углубления в стене.

На рисунках 4.3 (и, к) отчетливо видно, что сигнал,отраженный от двери лифта (2), преобладает в виде двух отражений, которые, как можнопредположить, соответствуют краям дверей. Объясняется это тем, что в трехсантиметровомдиапазоне длин волн металлическая поверхность двери лифта отражает ЭМ излучение зеркально,а рассеивают излучение только края (так же как и в экспериментах с модельными объектами,описанных в главах 2 и 3). Проявилась структура бетонной стены (имеется возможностьопределить ее толщину), видны (соответствующие темные пятна высокой интенсивности нарадиоизображениях) положения технологических элементов помещения и предметов интерьера.При уменьшении используемой ширины полосы до 500 МГц точность определениярасстояния существенно снижается, что проявляется в виде соответствующих размытостей нарадиоизображении (рисунок 4.3 д и к).На рисунке 4.4 сравнивается эффективность подавления боковых лепестков прииспользовании оконных функций Гаусса различной ширины выбором значения  в выражении(4.4) и прямоугольного окна Дирихле (4.3) в полосе частот 8–12 ГГц.

На рисунке 4.4а приведеныграфики в частотной области оконных функций Гаусса при   1.5 (ширина полосы – около 1.5ГГц),   0.15 (ширина полосы – около 4 ГГц) и прямоугольного окна (ширина полосы – 4 ГГц),а на рисунке 4.4б – соответствующие временные формы после обратного преобразования Фурье.На рисунках 4.4 в, г, д представлены радиоизображения.107На радиоизображении на рисунке 4.4в, полученном без взвешивания (в прямоугольномокне) в ширине полосы 4 ГГц, видно, что интенсивные отражения от тех частей помещения,которые предположительно имеют наибольшую отражающую способность (нормальноеотражение от стены, отражения от углов помещения), имеют значительную “засветку” врезультате высокого уровня боковых лепестков.

Данные боковые лепестки (по дальности) нарадиоизображении имеют желтый цвет, что, согласно шкале градаций, соответствует значениямпорядка -40…-45 дБ. Это соответствует временной форме прямоугольного окна на рисунке 4б,где при значениях временных задержек несколько наносекунд относительно положенияосновного лепестка уровень боковых лепестков составляет порядка -40 дБ.108Рисунок 4.3.

Результаты эксперимента, полученные в помещении внутри здания (коридор ФФ МГУ).а) Фотография сканируемой местности (первая позиция сканирования). Радиоизображения, наложенные накарту местности, получены в полосе частот: б) 8–12 ГГц, в) 9–11 ГГц, г) 9.5–10.5 ГГц, д) 9.75–10.25 ГГц;е) Фотография сканируемой местности (вторая позиция сканирования).

Радиоизображения, наложенные накарту местности, получены в полосе частот: ж) 8–12 ГГц, з) 9–11 ГГц, и) 9.5–10.5 ГГц, к) 9.75–10.25 ГГц;л) шкала градаций уровней отраженных сигналов в дБ.109Рисунок 4.4. Сравнение эффективностей использования оконных функций Гаусса различной ширины ипрямоугольного окна. Оконные функции: а) в частотной области; б) временные формы. Радиоизображения,наложенные на карту местности, получены в полосе частот 8–12 ГГц с использованием в) прямоугольного окна, г)окна Гаусса (а=0.15), д) окна Гаусса (а=1.5).110При дальности сканирования 5–10 м ширина луча антенны в поперечном направлениисоставляет 0.7–1.4 м, а разрешающая способность, соответственно, – 35–70 см.

Прииспользовании ширины полосы зондирующего сигнала 1 ГГц разрешающая способность сучетом использования оконных функций составляет 30 см. Значения разрешающих способностейодного порядка величины в продольном (дальность) и в поперечном направлении (угол)позволяют получить наиболее “визуально воспринимаемое” радиоизображение.На рисунке 4.5 представлены результаты сканирования помещения (центрального холлаФФ МГУ) при разных углах места.

На рисунке 4.5б приведена подробная схема помещения,которая включает в себя: три оконных проема (1, 2, 3); две бетонные колонны, находящиеся вцентре помещения (11, 12); три деревянных стола (4, 5, 6); четыре дверных проема с деревяннымидверьми (7, 8, 9, 10) и осветительную люстру (13). Расстояние от АС до объекта (5) составляетоколо 9м (рисунок 4.5б), а до объекта (13) – около 6.7 м (рисунок 4.5е).На рисунке 4.5а приведена фотография (со стороны АС) сцены местности, сканируемой всекторе углов от -700 до +700 с шагом 10.

На рисунке 4.5 представлены радиоизображения,полученные при угле места антенной системы -100 в полосах частот: б) 8–12 ГГц, в) 9–11 ГГц, г)9.5–10.5 ГГц, д) 9.75–10.25 ГГц, и радиоизображения, полученные при угле места антеннойсистемы 00 в полосах частот: е) 8–12 ГГц, ж) 9–11 ГГц, з) 9.5–10.5 ГГц, и) 9.75–10.25 ГГц. Привычислении обратного преобразования Фурье использовалась оконная функция Блэкмена–Харриса.Четко видны отражения от колонн здания (11, 12), находящихся в центре сканируемогопомещения.

Так как преобладает два раздельных отражения от каждой из колонн, можно сделатьвывод о том, что каждая из них состоит из двух отдельных столбов, соединенных внешнейоблицовкой, а между ними, предположительно, – полость. На радиоизображениях, полученныхпри сканировании помещения при угле места -100, видно отражение от деревянного стола (5),при поднятии антенн на угол места 00 отражение от стола пропадает и появляется отражение отосветительной люстры (13), которая попадает в диаграмму направленности антенны ввертикальной плоскости. При угле места 00 интенсивность сигнала, отраженного от пола,становится меньше, чем при угле места -100.В свою очередь, на рисунке 4.6 представлены результаты, полученные при сканированиитой же сцены (центрального холла ФФ МГУ) с другого ракурса в секторе углов от -700 до +600 сшагом 10, на рисунке 4.6а приведена фотография помещения (со стороны АС).

На рисунках 4.6(б, в, г, д) представлены радиоизображения, полученные в полосе частот 8–12 ГГц сиспользованием оконных функций б) Блэкмена–Харриса, в) Гаусса   0.15 , г) Гаусса   1.5 ,д) Гаусса   15 .Видны отражения от углов помещения, стен, дверных проемов и предметов мебели.111Рисунок 4.5. Эксперимент в центральном холле ФФ МГУ (первая позиция сканирования). а) Фотографиясканируемой местности.

Радиоизображения (угол места -100), наложенные на карту местности, получены в полосечастот: б) 8–12 ГГц, в) 9–11 ГГц, г) 9.5–10.5 ГГц, д) 9.75–10.25 ГГц. Радиоизображения (угол места 00), наложенныена карту местности, получены в полосе частот: е) 8–12 ГГц, ж) 9–11 ГГц, з) 9.5–10.5 ГГц, и) 9.75–10.25 ГГц.112Рисунок 4.6. Эксперимент в центральном холле ФФ МГУ (вторая позиция сканирования). Радиоизображения,наложенные на карту местности, получены в полосе частот 8–12 ГГц с использованием оконных функций: б)Блэкмена–Харриса, в) Гаусса   0.15 , г) Гаусса   1.5 , д) Гаусса   15 .На рисунке 4.7 представлены результаты сканирования внутреннего двора ФФ МГУ. Нарисунках 4.7 (б, в) приведена подробная схема сканируемой сцены, которая включает в себя:металлический гараж (1), арку здания (2), два окна с металлической решеткой (3), металлическийшкаф (4), металлическое заграждение (5) с находящейся внутри металлической цистерной (6),три металлические цистерны (7), расположенные друг за другом, деревянную будку (8), шкаф(9), три окна с металлической решеткой (10), высокий металлический решетчатый забор (12) сбетонными колоннами (11), бетонные лестницы с металлическими поручнями (13, 15),металлический контейнер (14) и вертикальную металлическую трубу диаметром около 6 см (16),установленную на расстоянии 7м от АС во время проведения эксперимента.

Расстояние от АС до113ближнего края объекта 1 составляло 12.5 м (рисунок 4.7б), а до наиболее удаленного объекта(12), находящегося в зоне сканирования, – около 50–55 м (рисунок 4.7в).На рисунке 4.7а приведена фотография небольшой части сцены, сканируемой в сектореуглов от -400 до 600 с шагом 10, а на рисунке 4.7б – полученное радиоизображение, наложенноена карту местности. На рисунке 4.7в представлено радиоизображение сцены, сканируемой всекторе углов от -450 до 450 с шагом 0.50, также наложенное на карту местности.Радиоизображения (рисунок 4.7 б, в) получены в полосе частот 9.5–10.5 ГГц.

На рисунках 4.7 (г,д) представлены радиоизображения той же сцены только в полосе частот 8–12 ГГц. Приполучении всех изображений использовалась оконная функция Блэкмена–Харриса.На сформированных радиоизображениях видны четкие отражения от каждого из объектовсканируемой сцены. На фотографии на рисунке 4.7а можно отметить, что крыша объекта 1состоит из множества состыкованных листов металла, в результате, это приводит кпространственному размазыванию отклика на получаемых радиоизображениях на рисунках 4.7би 4.7в.

Можно заметить, что отражения от металлической решетки объекта 3, имеющейхарактерный период, равномерно распределены по дальности. Также имеется отражение от углаздания и находящегося на той же дальности объекта 4. На радиоизображениях (рисунок 4.7 в, е)четко разделяются отражения от объектов 5 и 6, видны отражения от их границ. Интенсивностьотражений от объектов 7 падает, что объясняется геометрическим перекрытием излученияобъектами 5 и 6.

Видны два отражения от соответствующих границ объекта 8 и прилегающегоугла здания ФФ МГУ, также видны отражения от границ объекта 9 и окон с металлическимирешетками 10. Отражения от объектов 11 и 12, вследствие их близкого расположения подальности, слились в одно пятно, размытое по угловому направлению, из-за невысокого угловогоразрешения (определяется шириной ДНА).Видны отражения от объектов 13 и 15, а также отражения от металлического контейнера14, находящегося в центре сканируемой сцены. Металлическая труба 16 устанавливалась вовремяпроведенияэкспериментадлякачественнойпроверкивеличиныразмытостирадиоизображения по угловой координате.На радиоизображениях (рисунок 4.7 в, д) также можно отметить наличие многократныхпереотражений, особенно заметных при направлении АС на объект 1.114Рисунок 4.7.

Эксперимент во внутреннем дворе ФФ МГУ. а) Фотография сканируемой местности.Радиоизображения, наложенные на карту местности, получены в полосе частот 9.5–10.5 ГГц: б) первый ракурснаблюдения (как на фотографии), в) второй ракурс наблюдения. Радиоизображения, наложенные на картуместности, получены в полосе частот 8–12 ГГц: г) первый ракурс наблюдения (как на фотографии), д) второй ракурснаблюдения.115Результаты и выводыРазработана измерительная установка, позволяющая проводить радиолокационныеэксперименты.Зондированиеосуществляетсяквазинепрерывнымимонохроматическимисигналами, дискретно перестраиваемыми по частоте в сверхширокой полосе частот.

Характеристики

Список файлов диссертации